石墨烯基可见光催化剂的制备及其性能研究

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1、石墨烯基可见光催化剂的制备及其性能研究Preparationandcharacterizationofthegraphene—·basedphotocatalystswithvisiblelightresponse指导教师扬娼教授姓名奎丹2014年4月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体

2、，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：套丹Wf够年6月／tEt学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库

3、》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密囝。学位论文作者签名：考廿yl妒年6月『『日指导教师签名：I．矿唧刮a≯Lu年6月ff日江苏大学硕士学位论文摘要近年来，石墨烯由于其优异的性能一直是功能材料研究的热点。因其大的比表面积和优异的模板效应，能有效防止颗粒团聚，被认为是优异的催化剂载体。本文采用水热法制备石墨烯基可见光催化剂。用化学氧化法制备所得的氧化石墨烯(GrapheneOxide，GO)、尿素、硫酸氧钛、硝酸银和六水合硝酸铈为原料，制备了石墨烯／氧化铈／氧化钛、石墨烯／氧化

4、铈／银和石墨烯／氧化铈三种石墨烯基可见光催化剂，并考察了制备工艺条件对石墨烯基可见光催化剂结构和性能的影响。通过x射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)、综合热分析仪、激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见分光光度计(UV-vis)等分析手段考察了所制备出的石墨烯／氧化铈／氧化钛、石墨烯／氧化铈／银、石墨烯／氧化铈三种复合粉体的结构与形貌，并以甲基橙溶液为模拟废水测试了所得催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明：对于石墨烯／氧化铈／氧化钛和石墨烯／

5、氧化铈／银复合可见光催化剂，负载在石墨烯片层上的颗粒形状不规则，分布不均匀，且颗粒尺寸较大，约100nm。对于石墨烯／氧化铈复合粉体，考察了其制备温度对复合材料的组成和结构的影响。水热法140℃制备所得样品，其石墨烯表面修饰的氧化铈的含量最高，颗粒尺寸在20rim左右，并且分布均匀，GO含量对氧化铈的结晶具有一定的促进作用。复合粉体具有较好的可见光响应特性，光电流的测试证明石墨烯／氧化铈／银复合材料具有较高的光生电子一空穴复合率，不利于提高光催化活性；而石墨烯／氧化铈／氧化钛复合材料和石墨烯／氧化钛具有较低的光生电子．空穴复率

6、，是高效的可见光催化剂。关键词：石墨烯、氧化铈、可见光催化剂、水热法石墨烯基可见光催化剂的制备及其性能研究AbstractInrecentyears，graphenehasbecometheresearchhotspotbecauseofitsexcellentperformance．Withitslargespecificsurfaceareaandtemplateeffect，grapheneCalleffectivelypreventtheparticles丘omagglomeration，SOitisconsidere

7、dtobeagoodcatalystsupport．Hydrothermalmethodisadoptedtopreparegraphene-basedphotocatalystswithvisiblelightresponse．Graphene／CeOE／Ag，graphene／Ce02／Ti02andgraphene／Ce02compositepowderswerestudiedbyGrapheneOxide(GO)withchemicallyobtainedgrapheneoxide(GO)，urea，titaniumo

8、xysulfate，silvernitrateandceriumnitratehexahydrateasrawmaterials．Andtheinfluencesonpreparationconditiononthestructureandmorphologyoftheobt